Axeon использует решения Creo и Windchill для успешной работы в секторе электромобилей.

Оптимизация проектов изделий на ранних этапах цикла разработки

Логотип Axeon

Компания Axeon (Данди, Шотландия) является крупнейшим в Европе независимым поставщиком литий-ионных аккумуляторных систем, производит более 70 млн единиц продукции в год и обеспечивает оптовые поставки аккумуляторов на мировые рынки. Компания проектирует и производит крупные автомобильные аккумуляторные системы для электромобилей и гибридных автомобилей. Axeon разработала ведущую на рынке, проверенную систему управления аккумулятором, которая обеспечивает гарантированную производительность, надежность и безопасность. Axeon также предлагает аккумуляторные решения для других сфер применения, например для электроинструментов Bosch.

Задача: создать мощный, но легкий аккумулятор для рынка электромобилей

За последние несколько лет рынок электромобилей, на котором представлена компания Axeon, существенно расширился благодаря высокому интересу к электромобилям и защите окружающей среды.До этого компания, в основном, производила продукцию для беспроводных устройств, например аккумуляторные блоки для электроинструментов и пальчиковые аккумуляторы. Теперь, в результате всеобщей заинтересованности в охране окружающей среды, компания уделяет больше внимания крупным автомобильным системам управления аккумулятором. Однако такие крупные аккумуляторы с увеличенными массой и структурной нагрузкой, требуют более подробного инженерного анализа.

Axeon производит разнообразные аккумуляторные конструкции для растущей клиентской базы, и новым клиентам часто требуется время, чтобы понять, как применить эту технологию в своей работе. Существующие технологии создания элементов (составных компонентов батарей) обусловили тот факт, что ранее компания Axeon могла создать энергосистему достаточной мощности, только используя тяжелые и громоздкие аккумуляторные элементы. Перед компанией стояла задача: создать мощную, но легкую батарею для растущего рынка электромобилей и иметь возможность протестировать конструкцию, прежде чем переходить к производству изделия.

Благодаря использованию Creo для разработки этого архитектурного проекта бюро ONL смогло индивидуально подобрать составные компоненты моста и применить процессы изготовления с числовым программным управлением (CNC), основанные на принципе «от файла до завода» (File-to-Factory, F2F), чтобы уложиться в сроки и бюджет.

Система аккумулятора Axeon

Решение: проектируйте оптимальную систему несущих элементов, используя PTC Elements/Direct; управляйте документацией и шаблонами, используя Windchill PDMLink 

Компания Axeon выбрала программное решение Creo для проектирования изделий 3D, чтобы разработать различные компоненты аккумулятора. В частности, модуль Routed Systems Designer использовался для проектирования электрических схем и схем соединений, Creo — для проектирования механических компонентов, расширение Cabling Extension для маршрутизации кабелей непосредственно в модель Creo, и Creo Simulate — для моделирования системы до запуска в производство. Система Creo позволила Axeon протестировать конструкцию аккумулятора в моделированной среде, приближенной к естественной (как правило, соотв. SAE J2380). Использование модуля Windchill PDMLink позволило повысить эффективность управления процессом в целом.

Результат: сокращение цикла разработки и снижение затрат на проектирование

Система Creo помогла Axeon создать аккумуляторные системы оптимальной мощности, отличающиеся компактностью и легкостью. Это стало существенным усовершенствованием по сравнению с использовавшимися ранее конструкциями — более крупными, тяжелыми и материалоемкими. Благодаря Creo специалисты Axeon смогли проанализировать созданные конструкции и на ранних этапах разработки оценить их характеристики. До использования Creo инженерам приходилось моделировать компоненты, затем создавать прототипы, диагностировать возможные проблемы и затем пытаться разрешить их. Теперь они могут спроектировать, проанализировать и смоделировать аккумуляторную систему в реальных условиях, чтобы на ранних этапах разработки решить, можно ли переходить к изготовлению или нужно изменить конструкцию.


Разработка элементов для аккумуляторных батарей

Компания Axeon была известна как крупнейший в Европе независимый поставщик литий-ионных аккумуляторных систем и индивидуальных решений для электромобилей и гибридных автомобилей, а также разработчик беспроводных технологий и электроинструментов. Недавно компания переключилась на производство более сложных и крупных аккумуляторных систем для электромобилей. Компания разрабатывает множество уникальных конструкций, помогая своим клиентам определить, как лучше всего использовать предложенную технологию в производстве электромобилей.

Саймон Добсон, главный инженер-механик компании Axeon, рассказывает: «Самая сложная задача, с которой мы столкнулись, — это необходимость обеспечить достаточную энергетическую плотность производимых систем. Существующие технологии производства аккумуляторных элементов заставляют использовать множество тяжелых и массивных элементов для обеспечения требуемой мощности».

Стандартный автомобильный аккумулятор обеспечивает напряжение 300 вольт, и на создание такой аккумуляторной системы требуется около 90 элементов. Инженеры компании Axeon реализуют модульный подход к компоновке элементов: отчасти для того чтобы наладить оптимальную транспортировку материалов в пределах производственного объекта, а отчасти для того чтобы сделать возможным производство подсистем, которые можно использовать в более крупных аккумуляторных системах. Инженеры могут тестировать модули в автономном режиме, чтобы убедиться, что они соответствуют стандартам качества и совместимы с электроникой, а затем установить эти модули в конечную аккумуляторную систему.


Axeon Battery Pack Design

Выбор программного продукта PTC Elements/Direct для моделирования и проектирования

«Воспользовавшись системой Creo для моделирования и проектирования, мы смогли создать мощную, но легкую конструкцию, тем самым снижая нагрузку на автомобиль, — рассказывает Добсон. — Без оптимизации конструкции массу автомобиля пришлось бы существенно увеличить».
«Одной из причин, по которой мы используем Creo, является возможность проектирования системы и тестирования этой системы в приближенных к реальным условиях. Creo позволяет оценить воздействие вибрации на отдельные компоненты в долгосрочной перспективе. Это становится возможным благодаря использованию консультанта по выполнению расчетов в модуле «Усталость». Вместо того чтобы пройти весь цикл разработки и лишь в конце узнать, что конструкция "не работает", мы можем выполнить моделирование еще до того, как будет создан первый физический прототип».
Creo позволяет компании Axeon выполнять многочисленные итерации, доводя конструкцию до совершенства гораздо быстрее, чем если бы пришлось разработать ее полностью и потратить деньги на ее производство.
«Так, если бы мы не выполнили моделирование, а в конце оказалось, что готовый продукт непригоден, мы бы потеряли 2 месяца. Использование Creo в процессе проектирования вселяет в нас уверенность — мы не сомневаемся в том, что проектируем», — добавляет Добсон.

Windchill помогает управлять и обмениваться документацией

Axeon использует решение Windchill PDMLink для управления документацией CAD, что позволяет объединить все спецификации и проектировочную документацию в единую систему. В Windchill инженеры Axeon могут создавать модели-шаблоны и передавать новые конструкции изделий в другие подразделения организации. Инженеры могут предоставить подробную ведомость материалов специалистам по закупкам, чтобы те проанализировали отчеты и получили более полное представление о разрабатываемом изделии.

Интегрированная в Windchill функция управления изменениями позволяет инженерам Axeon эффективно управлять версиями всех компонентов и сборок по мере внесения изменений.

Добсон продолжает: «Одной из самых больших сложностей в проектировании является обеспечение достоверности данных. Порой понять, нужные ли компоненты, пути и версии используются, очень сложно. Любая ошибка может стоить очень дорого. Одним из самых ценных преимуществ Windchill PDMLink является обеспечение единообразия и достоверности данных. Если вы уверены, что в сборке используются правильные детали, работать можно гораздо спокойнее».

Делая электромобили реальностью

По мере того как все больше автопроизводителей планируют выпустить автомобили с электрическим двигателем, многие из них обращаются в компанию Axeon для разработки легкого и энергоэффективного аккумулятора, соответствующего их индивидуальным потребностям. С помощью средства проектирования Creo компания Axeon может протестировать и смоделировать аккумулятор до установки в автомобиль, экономя время и средства. Windchill PDMLink также помогает разным подразделениям компании Axeon управлять и обмениваться информацией о процессе разработки.

Добсон отмечает, что «Creo — это своеобразная «гарантийная защита» наших аккумуляторных систем. Мы получаем возможность выполнять множество итераций, совершенствуя конструкцию изделия задолго до того, как оно попадет к клиенту».

Подробнее о Windchill